Цахилгаан цэнэггүй энгийн бөөмс 7. Эгэл бөөмс нь хамгийн жижиг, хуваагдашгүй, бүтэцгүй бөөм юм.

Эдгээр гурван бөөмс (мөн доор тайлбарласан бусад) нь тэдгээрийн дагуу харилцан татагдаж, түлхэгддэг хураамж, үүнээс зөвхөн дөрвөн төрлийн тоо байдаг үндсэн хүчнүүдбайгаль. Цэнэгүүдийг харгалзах хүчний буурах дарааллаар дараах байдлаар байрлуулж болно: өнгөт цэнэг (кваркуудын харилцан үйлчлэлийн хүч); цахилгаан цэнэг (цахилгаан ба соронзон хүч); сул цэнэг (заримд нь хүч чадал цацраг идэвхт үйл явц); эцэст нь масс (таталцлын хүч, эсвэл таталцлын харилцан үйлчлэл). Энд байгаа "өнгө" гэдэг нь өнгөтэй ямар ч холбоогүй юм харагдах гэрэл; энэ нь зүгээр л хүчтэй цэнэг ба хамгийн агуу хүчний шинж чанар юм.

Төлбөр аврагдсан, өөрөөр хэлбэл системд орох цэнэг цэнэгтэй тэнцүү, үүнээс гарах. Хэрэв харилцан үйлчлэлийн өмнө тодорхой тооны бөөмсийн нийт цахилгаан цэнэг 342 нэгжтэй тэнцүү байвал харилцан үйлчлэлийн дараа үр дүнгээс үл хамааран 342 нэгжтэй тэнцэнэ. Энэ нь бусад төлбөрт мөн хамаарна: өнгө (төлбөр хүчтэй харилцан үйлчлэл), сул ба масс (масс). Бөөмүүд нь цэнэгээрээ ялгаатай: үндсэндээ эдгээр нь эдгээр цэнэгүүд юм. Төлбөр нь зохих хүчинд хариу өгөх эрхийн "гэрчилгээ" шиг юм. Тиймээс зөвхөн өнгөт хэсгүүдэд өнгөт хүч нөлөөлнө, зөвхөн цахилгаан цэнэгтэй хэсгүүдэд цахилгаан хүч нөлөөлнө гэх мэт. Бөөмийн шинж чанарыг тодорхойлдог хамгийн их хүч чадал, үүний дагуу ажиллаж байна. Зөвхөн кваркууд л бүх цэнэгийг зөөвөрлөгч байдаг тул бүх хүчний үйлчлэлд захирагддаг бөгөөд тэдгээрийн дунд давамгайлах нь өнгө юм. Электронууд нь өнгөнөөс бусад бүх цэнэгтэй бөгөөд тэдгээрийн давамгайлах хүч нь цахилгаан соронзон хүч юм.

Байгалийн хувьд хамгийн тогтвортой нь дүрмээр бол нэг тэмдгийн бөөмсийн цэнэгийг нөгөө тэмдгийн бөөмсийн нийт цэнэгээр нөхдөг бөөмсийн төвийг сахисан хослолууд юм. Энэ нь бүхэл системийн хамгийн бага энергитэй тохирч байна. (Үүний нэгэн адил хоёр баар соронзыг нэг шугаманд байрлуулна Хойд туйлтэдгээрийн нэг нь хаяглагдсан Өмнөд туйлөөр нэг нь соронзон орны хамгийн бага энергитэй тохирч байна.) Таталцал нь энэ дүрмийн үл хамаарах зүйл юм: сөрөг массбайдаггүй. Дээш унасан бие байхгүй.

ЭДИЙН ТӨРӨЛ

Энгийн бодис нь электрон ба кваркуудаас бүрэлдэж, өнгө нь саармаг, дараа нь цахилгаан цэнэгтэй объектуудад хуваагддаг. Бөөмүүдийг гурвалсан болгон нэгтгэх үед өнгөний хүчийг саармагжуулдаг бөгөөд үүнийг доор дэлгэрэнгүй авч үзэх болно. (Тиймээс "өнгө" гэсэн нэр томьёо нь өөрөө оптикаас авсан: гурван үндсэн өнгө холилдсон үед цагаан өнгөтэй болдог.) Тиймээс өнгөний хүч нь гол нь кваркууд гурвалсан болдог. Гэхдээ кваркууд ба тэдгээр нь хуваагддаг у-кваркууд (англи хэлнээс дээш - дээд) ба г-кваркууд (англи хэлнээс доош - доод), мөн тэнцүү цахилгаан цэнэгтэй байдаг у-кварк ба төлөө г- кварк. Хоёр у- кварк ба нэг г-кваркууд +1 цахилгаан цэнэг өгч протон үүсгэдэг ба нэг у- кварк ба хоёр г-кваркууд тэг цахилгаан цэнэг өгч, нейтрон үүсгэдэг.

Тогтвортой протон ба нейтронууд нь тэдгээрийн бүрдүүлэгч кваркуудын харилцан үйлчлэлийн үлдэгдэл өнгөний хүчээр бие биедээ татагдаж, өнгөт саармаг атомын цөмийг үүсгэдэг. Гэхдээ цөм нь эерэг цахилгаан цэнэгтэй бөгөөд нарны эргэн тойронд эргэлддэг гаригууд шиг цөмийн эргэн тойронд эргэлддэг сөрөг электронуудыг татан төвийг сахисан атом үүсгэдэг. Тэдний тойрог замд байгаа электронууд нь цөмийн радиусаас хэдэн арван мянга дахин их зайд цөмөөс хасагдсан нь тэдгээрийг барьж буй цахилгаан хүч нь цөмийнхөөс хамаагүй сул болохыг нотолж байна. Өнгөний харилцан үйлчлэлийн хүчний ачаар атомын массын 99.945% нь түүний цөмд агуулагддаг. Жин у- Тэгээд г- кваркууд ойролцоогоор 600 удаа илүү массэлектрон. Тиймээс электронууд нь цөмөөс хамаагүй хөнгөн бөгөөд хөдөлгөөнт байдаг. Тэдний бодис дахь хөдөлгөөн нь цахилгаан үзэгдлээс үүдэлтэй.

Цөм дэх нейтрон ба протоны тоо, үүний дагуу тойрог зам дахь электронуудын тоогоор ялгаатай хэдэн зуун байгалийн атомууд (изотопуудыг оруулаад) байдаг. Хамгийн энгийн нь протон хэлбэртэй цөм ба түүнийг тойрон эргэдэг нэг электроноос бүрдэх устөрөгчийн атом юм. Байгаль дээрх бүх "үзэгдэх" бодисууд нь атомууд болон хэсэгчлэн "зассан" атомуудаас бүрддэг бөгөөд тэдгээрийг ион гэж нэрлэдэг. Ионууд нь хэд хэдэн электроноо алдаж (эсвэл олж авсан) цэнэгтэй бөөмс болсон атомууд юм. Бараг бүхэлдээ ионуудаас бүрдэх бодисыг плазм гэж нэрлэдэг. Төвүүдэд тохиолддог термоядролын урвалын улмаас шатаж буй одод нь ихэвчлэн плазмаас бүрддэг бөгөөд одод нь орчлон ертөнцийн хамгийн түгээмэл материйн хэлбэр тул орчлон ертөнц бүхэлдээ плазмаас бүрддэг гэж хэлж болно. Илүү нарийвчлалтайгаар одод нь ихэвчлэн бүрэн ионжсон устөрөгчийн хий, өөрөөр хэлбэл. бие даасан протон ба электронуудын холимог, тиймээс бараг бүх харагдах ертөнц үүнээс бүрддэг.

Энэ - харагдах зүйл. Гэхдээ орчлонд үл үзэгдэх бодис бас байдаг. Мөн хүч зөөгч үүрэг гүйцэтгэдэг бөөмс байдаг. Зарим бөөмсийн эсрэг бөөмс ба өдөөгдсөн төлөв байдаг. Энэ бүхэн нь "анхны" тоосонцорыг хэт их хэмжээгээр бий болгоход хүргэдэг. Энэхүү элбэг дэлбэг байдлаас энгийн бөөмс болон тэдгээрийн хооронд үйлчилж буй хүчний бодит, жинхэнэ мөн чанарын үзүүлэлтийг олж болно. Хамгийн сүүлийн үеийн онолын дагуу бөөмс нь үндсэндээ өргөтгөсөн геометрийн объектууд - арван хэмжээст орон зайд "мавч" байж болно.

Үл үзэгдэх ертөнц.

Орчлон ертөнц нь зөвхөн харагдахуйц бодисыг агуулдаггүй (хар нүх ба " харанхуй бодис", гэрэлтүүлэхэд харагдахуйц хүйтэн гаригууд гэх мэт). Бид бүгдэд болон бүх орчлон ертөнцийг секунд тутамд нэвт шингээдэг үнэхээр үл үзэгдэх бодис байдаг. Энэ нь нэг төрлийн бөөмсийн хурдан хөдөлдөг хий - электрон нейтрино юм.

Электрон нейтрино нь электроны хамтрагч боловч цахилгаан цэнэггүй. Нейтрино нь зөвхөн сул цэнэгтэй байдаг. Тэдний амрах масс нь тэг байх магадлалтай. Гэхдээ тэд кинетик энергитэй тул таталцлын оронтой харьцдаг Э, энэ нь тохирч байна үр дүнтэй масс м, Эйнштейний томъёоны дагуу Э = mc 2 хаана в- гэрлийн хурд.

Нейтриногийн гол үүрэг бол хувиргахад хувь нэмэр оруулах явдал юм Тэгээд- кваркууд г-кваркууд, үүний үр дүнд протон нь нейтрон болж хувирдаг. Нейтрино нь дөрвөн протон (устөрөгчийн цөм) нийлж гелийн цөм үүсгэдэг оддын нэгдэх урвалын "карбюраторын зүү" үүрэг гүйцэтгэдэг. Гэхдээ гелийн цөм нь дөрвөн протон биш, харин хоёр протон, хоёр нейтроноос бүрддэг тул ийм төрлийн цөмийн нэгдэлхоёр хэрэгтэй Тэгээд- кваркууд хоёр болж хувирав г- кварк. Өөрчлөлтийн эрч хүч нь одод хэр хурдан шатахыг тодорхойлдог. Мөн хувиргах үйл явц нь бөөмс хоорондын сул цэнэг, сул харилцан үйлчлэлийн хүчээр тодорхойлогддог. Хаана Тэгээд-кварк (цахилгаан цэнэг +2/3, сул цэнэг +1/2), электронтой харилцан үйлчлэх (цахилгаан цэнэг - 1, сул цэнэг -1/2), үүсдэг. г-кварк (цахилгаан цэнэг –1/3, сул цэнэг –1/2) ба электрон нейтрино (цахилгаан цэнэг 0, сул цэнэг +1/2). Энэ процесст нейтриногүйгээр хоёр кваркийн өнгөний цэнэг (эсвэл зүгээр л өнгө) арилдаг. Нейтриногийн үүрэг бол нөхөн олгогдоогүй сул цэнэгийг зайлуулах явдал юм. Тиймээс өөрчлөлтийн хурд нь сул хүч хэр сул байгаагаас хамаарна. Хэрэв тэд өөрсдөөсөө сул байсан бол одод огт шатахгүй байх байсан. Хэрэв тэд илүү хүчтэй байсан бол одод аль хэдийн шатах байсан.

Нейтриногийн талаар юу хэлэх вэ? Эдгээр бөөмс нь бусад бодистой маш сул харилцан үйлчлэлцдэг тул төрсөн оддоо бараг тэр даруй орхидог. Бүх одод гэрэлтэж, нейтрино ялгаруулж, нейтрино нь бидний бие болон дэлхий даяар өдөр шөнөгүй гэрэлтдэг. Тиймээс тэд шинэ харилцан үйлчлэлийн STAR-д орох хүртлээ орчлон ертөнцийг тойрон тэнүүчлэх болно).

Харилцааны тээвэрлэгчид.

Алсын зайд бөөмсийн хооронд ямар хүч үйлчилдэг вэ? Орчин үеийн физикХариултууд: бусад хэсгүүдийн солилцооны улмаас. Хоёр хурдан гулгагч бөмбөг шидэж байна гэж төсөөлөөд үз дээ. Бөмбөгийг шидэх үед эрч хүч өгч, хүлээн авсан бөмбөгөөр импульсийг хүлээн авснаар хоёулаа бие биенээсээ хол зайд түлхэлт авдаг. Энэ нь зэвүүн хүч гарч ирснийг тайлбарлаж болно. Гэхдээ бичил ертөнц дэх үзэгдлүүдийг авч үздэг квант механикт үйл явдлын ер бусын суналт, нүүлгэн шилжүүлэлтийг зөвшөөрдөг бөгөөд энэ нь боломжгүй мэт санагдахад хүргэдэг: тэшүүрчдийн нэг нь бөмбөгийг чиглэл рүү шиддэг. -аасөөр, гэхдээ тэр нь Магадгүйэнэ бөмбөгийг барьж ав. Хэрэв энэ боломжтой байсан бол (мөн энгийн бөөмсийн ертөнцөд боломжтой) тэшүүрчдийн хооронд таталцал бий болно гэж төсөөлөхөд хэцүү биш юм.

Дээр дурдсан дөрвөн "материалын бөөмс"-ийн харилцан үйлчлэлийн хүч солилцоход хүргэдэг бөөмсийг хэмжигч бөөмс гэж нэрлэдэг. Хүчтэй, цахилгаан соронзон, сул ба таталцлын гэсэн дөрвөн харилцан үйлчлэл бүр өөрийн гэсэн хэмжигч бөөмстэй байдаг. Хүчтэй харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч хэсгүүд нь глюонууд (тэдгээрийн найм нь л байдаг). Фотон бол цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч (зөвхөн нэг л байдаг бөгөөд бид фотоныг гэрэл гэж хүлээн зөвшөөрдөг). Сул харилцан үйлчлэлийн тээвэрлэгч хэсгүүд нь завсрын байдаг вектор бозонууд(1983, 1984 онд нээгдсэн В + -, В- - бозон ба саармаг З-бозон). Таталцлын харилцан үйлчлэлийн зөөвөрлөгч бөөмс нь таамагласан гравитон (зөвхөн нэг л байх ёстой) юм. Эцэс төгсгөлгүй гүйх боломжтой фотон ба гравитоноос бусад бүх бөөмс хол зайд, зөвхөн материалын бөөмс хоорондын солилцооны явцад л оршино. Фотонууд орчлон ертөнцийг гэрлээр дүүргэж, гравитонууд дүүргэдэг таталцлын долгион(найдвартай хараахан олдоогүй).

Хэмжилтийн тоосонцор ялгаруулах чадвартай бөөмийг зохих хүчний талбараар хүрээлэгдсэн гэж хэлдэг. Тиймээс фотоныг ялгаруулах чадвартай электронууд нь цахилгаан болон соронзон орон, түүнчлэн сул дорой болон таталцлын талбарууд. Кваркууд нь эдгээр бүх талбаруудаар хүрээлэгдсэн боловч хүчтэй харилцан үйлчлэлийн талбараар хүрээлэгдсэн байдаг. Өнгөний хүчний талбарт өнгөний цэнэгтэй бөөмс нь өнгөний хүчинд нөлөөлдөг. Байгалийн бусад хүчинд мөн адил хамаарна. Тиймээс бид ертөнц нь матери (материалын бөөмс) ба талбараас (хэмжүүрийн тоосонцор) тогтдог гэж хэлж болно. Энэ талаар доор дэлгэрэнгүй үзнэ үү.

Эсрэг бодис.

Бөөмс бүр нь эсрэг бөөмстэй бөгөөд түүгээр бөөм нь харилцан устгаж чаддаг, өөрөөр хэлбэл. "устгах", үр дүнд нь энерги ялгардаг. Гэсэн хэдий ч "цэвэр" энерги өөрөө байдаггүй; Устгасны үр дүнд энэ энергийг зөөдөг шинэ бөөмс (жишээлбэл, фотон) гарч ирдэг.

Ихэнх тохиолдолд эсрэг бөөмс нь харгалзах бөөмсийн эсрэг шинж чанартай байдаг: хэрэв бөөмс хүчтэй, сул эсвэл цахилгаан соронзон орны нөлөөн дор зүүн тийш хөдөлдөг бол түүний эсрэг бөөмс баруун тийш шилжих болно. Товчхондоо, эсрэг бөөм нь бүх цэнэгийн эсрэг шинж тэмдэгтэй байдаг (массын цэнэгээс бусад). Хэрэв бөөмс нь нейтрон гэх мэт нийлмэл бол түүний эсрэг бөөмс нь дараах бүрэлдэхүүн хэсгүүдээс бүрдэнэ. эсрэг шинж тэмдэгхураамж. Иймд эсрэг электрон нь +1 цахилгаан цэнэгтэй, +1/2 сул цэнэгтэй бөгөөд позитрон гэж нэрлэгддэг. Антинейтрон нь дараахь зүйлээс бүрдэнэ Тэгээд-цахилгаан цэнэгтэй антикваркууд –2/3 ба г-цахилгаан цэнэгтэй антикваркууд +1/3. Жинхэнэ төвийг сахисан бөөмс нь өөрийн эсрэг бөөмс юм: фотоны эсрэг бөөмс нь фотон юм.

Орчин үеийн онолын үзэл баримтлалын дагуу байгальд байгаа бөөмс бүр өөрийн эсрэг бөөмстэй байх ёстой. Мөн позитрон ба антинейтрон зэрэг олон тооны эсрэг бөөмсийг лабораторид үнэхээр олж авсан. Үүний үр дагавар нь туйлын чухал бөгөөд бүхний үндэс суурь юм туршилтын физикэнгийн бөөмс. Харьцангуйн онолын дагуу масс ба энерги нь тэнцүү бөгөөд тодорхой нөхцөлд энерги нь масс болж хувирдаг. Цэнэг хадгалагдаж байгаа тул вакуум цэнэг ( хоосон зай) тэгтэй тэнцүү, вакуумаас шидтэний малгайнаас гарсан туулай шиг ямар ч хос бөөмс ба эсрэг бөөмс (нийт цэнэг нь тэг) гарч ирж болно, хэрэв энерги нь массыг бий болгоход хангалттай байвал.

Бөөмийн үүслүүд.

Хурдасгуурт хийсэн туршилтууд нь материалын бөөмсийн дөрвөл (дөрвөл) нь дор хаяж хоёр удаа давтагддаг болохыг харуулсан. өндөр үнэ цэнэмасс. Хоёр дахь үеийн хувьд электроны байрыг мюон (электроны массаас ойролцоогоор 200 дахин их масстай, гэхдээ бусад бүх цэнэгийн ижил утгатай) электрон нейтриногийн байр эзэлдэг. мюон авсан (энэ нь электроныг электрон нейтрино дагалддагтай адил сул харилцан үйлчлэлд мюоныг дагалддаг), байрлуулна. Тэгээд- кварк эзэлдэг -тай- кварк ( сэтгэл татам), А г- кварк - с- кварк ( хачин). Гурав дахь үеийн дөрвөл нь тау лептон, тау нейтрино, т-кварк ба б- кварк.

Жин т- кварк нь хамгийн хөнгөнөөс 500 дахин их масстай - г- кварк. Гурван төрлийн хөнгөн нейтрино байдгийг туршилтаар тогтоосон. Тиймээс дөрөв дэх үеийн бөөмс нь огт байхгүй, эсвэл харгалзах нейтрино нь маш хүнд байдаг. Энэ нь дөрвөн төрлийн гэрлийн нейтрино байж болохгүй сансар судлалын өгөгдөлтэй нийцэж байна.

Бөөмүүдтэй хийсэн туршилтуудад өндөр энергиэлектрон, мюон, тау лептон болон харгалзах нейтрино нь тусгаарлагдсан бөөмсийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Тэд өнгөт цэнэгийг авч явдаггүй бөгөөд зөвхөн сул, цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлд ордог. Хамтдаа тэднийг дууддаг лептонууд.

Өнгөний хүчний нөлөөн дор кваркууд нэгдэж хүчтэй харилцан үйлчлэлцдэг бөөмс болж хувирдаг бөгөөд тэдгээр нь ихэнх өндөр энергийн физикийн туршилтуудад давамгайлдаг. Ийм бөөмсийг нэрлэдэг адронууд. Эдгээр нь хоёр дэд ангиллыг агуулдаг: барионууд(протон ба нейтрон гэх мэт), гурван кваркаас тогтдог ба мезон, кварк ба антикваркаас бүрддэг. 1947 онд сансрын туяапион (эсвэл пи-мезон) гэж нэрлэгддэг анхны мезон нээгдсэн бөгөөд хэсэг хугацаанд эдгээр хэсгүүдийн солилцоо нь - гол шалтгаан цөмийн хүчнүүд. 1964 онд Брукхавен үндэсний лабораторид (АНУ) нээсэн омега хасах адронууд ба JPS бөөмс ( Ж/y-мезон), 1974 онд Брукхавен болон Стэнфордын шугаман хурдасгуурын төвд (мөн АНУ-д) нэгэн зэрэг нээсэн. Омега хасах бөөмс оршин тогтнохыг М.Гелл-Манн өөрийн "" гэж нэрлэсэн " С.У. 3 онол" (өөр нэр нь "найман дахин зам") бөгөөд үүнд кваркууд оршин тогтнох боломжийг анх санал болгосон (мөн энэ нэрийг тэдэнд өгсөн). Арван жилийн дараа бөөмийн нээлт Ж/yбайгааг баталсан -тай-кварк, эцэст нь хүн бүрийг кварк загвар болон цахилгаан соронзон ба сул хүчийг нэгтгэсэн онолд итгүүлэв ( доороос үзнэ үү).

Хоёр ба гурав дахь үеийн тоосонцор нь эхнийхээс багагүй бодитой юм. Үнэн бол үүссэний дараа тэд секундын сая эсвэл тэрбумын нэг дэх энгийн бөөмс болж задардаг: электрон, электрон нейтрино, мөн Тэгээд- Тэгээд г- кваркууд. Байгальд бөөмсүүд яагаад хэд хэдэн үе байдаг вэ гэсэн асуулт одоог хүртэл нууц хэвээр байна.

ТУХАЙ өөр өөр үеийнхэнКварк ба лептоныг ихэвчлэн бөөмсийн өөр өөр "амт" гэж ярьдаг (энэ нь мэдээжийн хэрэг зарим талаараа хазгай). Тэдгээрийг тайлбарлах хэрэгцээг "амт" асуудал гэж нэрлэдэг.

БОЗОН БА ФЕРМИОНУУД, ТАЛБАЙ, МАТЕРИАЛ

Бөөмийн үндсэн ялгаануудын нэг бол бозон ба фермионуудын ялгаа юм. Бүх бөөмсийг эдгээр хоёр үндсэн ангилалд хуваадаг. Ижил бозонууд давхцаж эсвэл давхцаж болох боловч ижил фермионууд давхцаж чадахгүй. Суперпозиция нь салангид байдлаар тохиолддог (эсвэл тохиолддоггүй). эрчим хүчний төлөвүүд, үүнд квант механик байгалийг хуваадаг. Эдгээр мужууд нь адилхан бие даасан эсүүд, ямар хэсгүүдийг байрлуулж болно. Тиймээс, та нэг эсэд хэдэн ижил бозонуудыг байрлуулж болно, гэхдээ зөвхөн нэг фермион.

Жишээ болгон атомын цөмийг тойрон эргэдэг электроны ийм эс буюу "төлөв"-ийг авч үзье. Гаригуудаас ялгаатай нарны систем, хууль тогтоомжийн дагуу электрон квант механикямар ч зууван тойрог замд эргэлдэж чадахгүй, учир нь энэ нь зөвхөн байдаг салангид цувралзөвшөөрөгдсөн "хөдөлгөөний төлөв". Электроноос цөм хүртэлх зайгаар бүлэглэсэн ийм төлөвүүдийн багцыг нэрлэдэг тойрог замууд. Эхний тойрог замд өөр өөр өнцгийн импульс бүхий хоёр төлөв байдаг тул зөвшөөрөгдсөн хоёр эс, дээд тойрог замд найм ба түүнээс дээш эсүүд байдаг.

Электрон нь фермион учраас эс бүр зөвхөн нэг электрон агуулж болно. Энэ нь маш их хүргэдэг чухал үр дагавар- бүх химийн бодис, учир нь бодисын химийн шинж чанар нь харгалзах атомуудын харилцан үйлчлэлээр тодорхойлогддог. Хэрэв та хамт явбал тогтмол хүснэгтЦөм дэх протоны тоог нэгээр нэмэгдүүлэх дарааллаар элементүүдийг нэг атомаас нөгөөд шилжүүлэх (электронуудын тоо мөн адил нэмэгдэх болно), дараа нь эхний хоёр электрон эхний тойрог замд, дараагийн найм нь атомын тойрог замд байрлана. хоёр дахь гэх мэт. Энэ тууштай өөрчлөлтөөр цахим бүтэцатомыг элементээс элемент рүү шилжүүлэх ба тэдгээрийн зүй тогтлыг тодорхойлно химийн шинж чанар.

Хэрэв электронууд бозон байсан бол атом дахь бүх электронууд хамгийн бага энергитэй ижил тойрог замд байрлаж болно. Энэ тохиолдолд орчлон ертөнцийн бүх материйн шинж чанар нь огт өөр байх бөгөөд бидний мэдэж байгаа хэлбэрээр орчлон ертөнц боломжгүй байх болно.

Бүх лептонууд - электрон, мюон, тау лептон ба тэдгээрийн харгалзах нейтрино нь фермионууд юм. Кваркуудын талаар мөн адил зүйлийг хэлж болно. Ийнхүү орчлон ертөнцийн гол дүүргэгч болох "матери"-ийг бүрдүүлдэг бүх бөөмс, мөн үл үзэгдэх нейтрино нь фермионууд юм. Энэ нь нэлээд ач холбогдолтой: фермионууд нэгдэж чадахгүй тул материаллаг ертөнцийн объектуудад мөн адил хамаарна.

Үүний зэрэгцээ харилцан үйлчлэгч материаллаг хэсгүүдийн хооронд солилцож, хүчний талбарыг үүсгэдэг бүх "хэмжигч хэсгүүд" ( дээрээс үзнэ үү), бозонууд бөгөөд энэ нь бас маш чухал юм. Жишээлбэл, олон фотон ижил төлөвт байж, соронзон орны эргэн тойронд соронзон орон эсвэл цахилгаан цэнэгийн эргэн тойронд цахилгаан орон үүсгэж болно. Үүний ачаар лазер хийх боломжтой.

Ээрэх.

Бозон ба фермионуудын ялгаа нь энгийн бөөмсийн өөр нэг шинж чанартай холбоотой юм. эргүүлэх. Гайхалтай нь бүх үндсэн бөөмс нь өөрийн гэсэн өнцгийн импульстэй байдаг, эсвэл энгийнээр хэлбэл, тэнхлэгээ тойрон эргэдэг. Момент - шинж чанар эргэлтийн хөдөлгөөн, түүнчлэн нийт импульс – орчуулга. Аливаа харилцан үйлчлэлийн үед өнцгийн импульс ба импульс хадгалагдана.

Бичил ертөнцийн хувьд өнцгийн импульс нь квантлагдсан, өөрөөр хэлбэл. хүлээн зөвшөөрдөг дискрет утгууд. Тохиромжтой хэмжлийн нэгжид лептон ба кваркуудын эргэлт 1/2, хэмжүүрийн тоосонцор 1 спи (туршилтаар хараахан ажиглагдаагүй боловч онолын хувьд 2 эргэлттэй байх ёстой гравитоноос бусад) байна. Лептон ба кваркууд нь фермионууд, хэмжигч хэсгүүд нь бозонууд байдаг тул "фермионик чанар" нь спин 1/2, "бозоник чанар" нь 1 (эсвэл 2) спинтэй холбоотой гэж бид үзэж болно. Үнэн хэрэгтээ бөөмс хагас бүхэл спинтэй бол фермион, хэрэв бүхэл тоотой бол бозон болохыг туршилт, онол аль аль нь баталж байна.

ХЭМЖИГЧИЙН ОНОЛ БА ГЕОМЕТР

Бүх тохиолдолд фермионуудын хооронд бозоны солилцооны улмаас хүч үүсдэг. Ийнхүү хоёр кварк (кварк - фермион) хоорондын харилцан үйлчлэлийн өнгөт хүч нь глюонуудын солилцооны улмаас үүсдэг. Үүнтэй төстэй солилцоо нь протон, нейтрон, атомын цөмд байнга тохиолддог. Үүний нэгэн адил электрон ба кваркуудын хооронд солигдсон фотонууд нь атом дахь электронуудыг барих цахилгаан татах хүчийг, лептон ба кваркуудын хооронд солилцсон завсрын вектор бозонууд нь протоныг нейтрон болгон хувиргах үүрэгтэй сул харилцан үйлчлэлийн хүчийг үүсгэдэг. термоядролын урвалуудодод.

Энэхүү солилцооны цаадах онол нь гоёмсог, энгийн бөгөөд магадгүй зөв юм. гэж нэрлэдэг хэмжүүрийн онол. Гэхдээ одоогоор хүчтэй, сул, цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн бие даасан хэмжүүрийн онолууд байдаг ба үүнтэй төстэй боловч арай өөр боловч таталцлын хэмжүүрийн онолууд байдаг. Хамгийн чухалуудын нэг бие махбодийн асуудалэдгээрийг авчрах явдал юм хувь хүний ​​онолууднэг болон нэгэн зэрэг энгийн онол, тэнд тэд бүгд болох байсан өөр өөр талууднэг бодит байдал - болор ирмэг шиг.

Царигийн онолуудаас хамгийн энгийн бөгөөд хамгийн эртний нь цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн хэмжүүрийн онол юм. Үүнд электроны цэнэгийг түүнээс алслагдсан өөр электроны цэнэгтэй харьцуулсан (тохируулга) хийдэг. Та төлбөрийг хэрхэн харьцуулах вэ? Жишээлбэл, та хоёр дахь электроныг эхнийх рүү ойртуулж, тэдгээрийн харилцан үйлчлэлийн хүчийг харьцуулж болно. Гэхдээ электрон сансар огторгуйн өөр цэг рүү шилжихэд түүний цэнэг өөрчлөгддөггүй гэж үү? Цорын ганц аргашалгах - ойрын электроноос алслагдсан электрон руу дохио илгээж, хэрхэн хариу үйлдэл үзүүлэхийг харна уу. Сигнал нь хэмжигч бөөмс - фотон юм. Алсын бөөмсийн цэнэгийг шалгахын тулд фотон хэрэгтэй.

Математикийн хувьд энэ онол нь туйлын үнэн зөв бөгөөд үзэсгэлэнтэй юм. Дээр дурдсан "шалгалт тохируулгын зарчим" -аас бүгдийг нь дагаж мөрддөг квант электродинамик (квант онолцахилгаан соронзон), түүнчлэн онол цахилгаан соронзон оронМаксвелл бол хамгийн агуу хүмүүсийн нэг юм шинжлэх ухааны ололт амжилт 19-р зуун

Ийм энгийн зарчим яагаад ийм үр дүнтэй байдаг вэ? Энэ нь ямар нэгэн хамаарлыг илэрхийлж байгаа бололтой өөр өөр хэсгүүдОрчлон ертөнц, Орчлон ертөнцөд хэмжилт хийх боломжийг олгодог. IN математикийн хувьдТалбарыг геометрийн хувьд ямар нэгэн "дотоод" орон зайн муруйлт гэж тайлбарладаг. Хэмжих цэнэг гэдэг нь бөөмийн эргэн тойрон дахь нийт "дотоод муруйлт"-ыг хэмжих явдал юм. Хүчтэй хүмүүсийн хэмжүүрийн онол ба сул харилцан үйлчлэлцахилгаан соронзоноос ялгаатай хэмжүүрийн онолзөвхөн харгалзах цэнэгийн дотоод геометрийн "бүтэц" -ээр. Энэ яг хаана байгааг асуухад дотоод орон зай, олон хэмжээст хариулт өгөхийг оролдож байна нэгдсэн онолуудэнд хамрагдаагүй талбарууд.

Бөөмийн физик хараахан дуусаагүй байна. Одоо байгаа өгөгдөл нь бөөмс, хүчний мөн чанарыг бүрэн ойлгоход хангалттай эсэх нь тодорхойгүй хэвээр байна. жинхэнэ мөн чанаророн зай, цаг хугацааны хэмжээсүүд. Үүний тулд 10 15 ГВ-ын энергитэй туршилт хэрэгтэй юу, эсвэл бодлын хүчин чармайлт хангалттай байх уу? Одоогоор хариу алга. Гэхдээ эцсийн зураг нь энгийн, гоёмсог, үзэсгэлэнтэй байх болно гэдгийг бид итгэлтэйгээр хэлж чадна. Хэмжээний зарчим, өндөр хэмжээст орон зай, уналт ба тэлэлт, юуны түрүүнд геометр гэсэн олон үндсэн санаа байхгүй байж магадгүй юм.

« Физик - 10-р анги"

Нэгдүгээрт, цахилгаанаар цэнэглэгдсэн биетүүд амарч байх үеийн хамгийн энгийн тохиолдлыг авч үзье.

Цахилгаан цэнэгтэй биетүүдийн тэнцвэрт байдлыг судлахад зориулагдсан электродинамикийн салбарыг гэнэ. электростатик.

Цахилгаан цэнэг гэж юу вэ?
Ямар төлбөр байдаг вэ?

Үгээр цахилгаан, цахилгаан цэнэг, цахилгаан Та олон удаа уулзаж, тэдэнд дасаж чадсан. Гэхдээ "Цахилгаан цэнэг гэж юу вэ?" Гэсэн асуултанд хариулахыг хичээ. Үзэл баримтлал нь өөрөө цэнэглэх- энэ бол үндсэн, үндсэн ойлголт бөгөөд үүнийг багасгах боломжгүй юм орчин үеийн түвшинбидний мэдлэгийг илүү энгийн, энгийн ойлголт болгон хөгжүүлэх.

Эхлээд "Энэ бие эсвэл бөөмс нь цахилгаан цэнэгтэй" гэсэн үг юу болохыг олж мэдэхийг хичээцгээе.

Бүх бие нь бүтсэн жижиг хэсгүүд, тэдгээр нь энгийн зүйлд хуваагддаггүй тул дууддаг анхан шатны.

Элементар бөөмс нь масстай бөгөөд үүнээс үүдэн тэд хуулийн дагуу бие биедээ татагддаг бүх нийтийн таталцал. Бөөмийн хоорондох зай ихсэх тусам таталцлын хүч энэ зайны квадраттай урвуу харьцаатайгаар буурдаг. Ихэнх энгийн бөөмсүүд бүгд биш ч гэсэн бие биетэйгээ харилцан үйлчлэх чадвартай бөгөөд энэ нь зайны квадраттай урвуу харьцаагаар багасдаг боловч энэ хүч нь таталцлын хүчнээс хэд дахин их байдаг.

Тиймээс 14.1-р зурагт бүдүүвчээр үзүүлсэн устөрөгчийн атомд электрон нь таталцлын хүчнээс 10 39 дахин их хүчээр цөм (протон) руу татагддаг.

Хэрэв бөөмс нь бүх нийтийн таталцлын хүчний нэгэн адил зай нэмэгдэх тусам багасдаг хүчнүүдтэй харилцан үйлчилдэг боловч таталцлын хүчнээс олон дахин давж байвал эдгээр бөөмсийг цахилгаан цэнэгтэй гэж нэрлэдэг. Бөөмүүдийг өөрсдөө гэж нэрлэдэг цэнэглэгдсэн.

Цахилгаан цэнэггүй бөөмс байдаг ч бөөмсгүй цахилгаан цэнэг байхгүй.

Цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн харилцан үйлчлэлийг нэрлэдэг цахилгаан соронзон.

Цахилгаан цэнэг нь эрчмийг тодорхойлдог цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэл, масс нь таталцлын харилцан үйлчлэлийн эрчмийг тодорхойлдог шиг.

Энгийн бөөмийн цахилгаан цэнэг нь бөөмийн доторх тусгай механизм биш бөгөөд түүнээс салгаж, түүний бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд задарч, дахин угсардаг. Электрон болон бусад бөөмс дээр цахилгаан цэнэг байгаа нь зөвхөн тэдгээрийн хооронд тодорхой хүчний харилцан үйлчлэл байгаа гэсэн үг юм.

Хэрэв бид эдгээр харилцан үйлчлэлийн хуулийг мэдэхгүй бол үндсэндээ цэнэгийн талаар юу ч мэдэхгүй. Харилцааны хуулиудын талаархи мэдлэг нь цэнэгийн талаархи бидний санаа бодлыг багтаах ёстой. Эдгээр хуулиуд нь энгийн зүйл биш бөгөөд тэдгээрийг хэдхэн үгээр тоймлох боломжгүй юм. Тиймээс энэ ойлголтын талаар хангалттай товч тайлбар өгөх боломжгүй юм цахилгаан цэнэг.

Цахилгаан цэнэгийн хоёр шинж тэмдэг.

Бүх бие масстай тул бие биенээ татдаг. Цэнэглэсэн бие нь бие биенээ татаж, түлхэж чаддаг. Энэ хамгийн чухал баримт, танд танил бол байгальд эсрэг тэмдэгтэй цахилгаан цэнэгтэй бөөмс байдаг гэсэн үг юм; ижил тэмдгээр цэнэглэгдсэн тохиолдолд бөөмс нь түлхэж, өөр өөр тэмдэгтэй тохиолдолд татдаг.

Энгийн бөөмсийн цэнэг - протонуудбүгдэд нь багтсан атомын цөм, эерэг гэж нэрлэдэг ба цэнэг электронууд- сөрөг. Эерэг ба хооронд сөрөг цэнэгүүд дотоод ялгааҮгүй Хэрэв бөөмийн цэнэгийн шинж тэмдгүүд урвуу байсан бол цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн мөн чанар огт өөрчлөгдөхгүй.

Анхан шатны төлбөр.

Электрон ба протоноос гадна хэд хэдэн төрлийн цэнэгтэй элементар бөөмс байдаг. Гэхдээ зөвхөн электрон ба протонууд чөлөөт төлөвт хязгааргүй оршин тогтнох боломжтой. Үлдсэн цэнэгтэй бөөмс нь секундын саяны нэгээс бага хугацаанд амьдардаг. Тэд хурдан энгийн бөөмсийн мөргөлдөх үед төрж, бага зэрэг богино хугацаанд оршин тогтнож, ялзарч, бусад бөөмс болж хувирдаг. Та 11-р ангиасаа эдгээр бөөмстэй танилцах болно.

Цахилгаан цэнэггүй бөөмсүүд орно нейтрон. Түүний масс нь протоны массаас арай том юм. Нейтронууд протонтой хамт атомын цөмийн нэг хэсэг юм. Хэрэв энгийн бөөмс нь цэнэгтэй бол түүний утгыг хатуу тодорхойлно.

Цэнэглэгдсэн биеБүх биед цахилгаан цэнэгтэй бөөмс байдаг тул байгальд цахилгаан соронзон хүч асар их үүрэг гүйцэтгэдэг. Атомын бүрэлдэхүүн хэсгүүд болох цөм ба электронууд нь цахилгаан цэнэгтэй байдаг.

Биеийн хэвийн төлөвт байгаа бие нь цахилгаан саармаг байдаг тул биетүүдийн хоорондох цахилгаан соронзон хүчний шууд үйлчлэлийг илрүүлдэггүй.

Аливаа бодисын атом нь саармаг байдаг, учир нь түүний доторх электронуудын тоо цөм дэх протоны тоотой тэнцүү байдаг. Эерэг ба сөрөг цэнэгтэй бөөмсүүд хоорондоо холбогддог цахилгаан хүчмөн төвийг сахисан системийг бүрдүүлнэ.

Макроскопийн биет цэнэгийн аль нэг тэмдэгтэй илүү их хэмжээний энгийн бөөмс агуулж байвал цахилгаан цэнэгтэй байна. Тиймээс биеийн сөрөг цэнэг нь протоны тоотой харьцуулахад электроны илүүдэл, эерэг цэнэг нь электрон дутагдалтай байдаг.

Цахилгаан цэнэгтэй макроскоп биеийг олж авах, өөрөөр хэлбэл түүнийг цахилгаанжуулахын тулд сөрөг цэнэгийн нэг хэсгийг түүнтэй холбоотой эерэг цэнэгээс салгах эсвэл сөрөг цэнэгийг төвийг сахисан бие рүү шилжүүлэх шаардлагатай.

Үүнийг үрэлтийн тусламжтайгаар хийж болно. Хэрэв та хуурай үсээр сам гүйвэл хамгийн хөдөлгөөнт цэнэгтэй хэсгүүдийн багахан хэсэг болох электронууд үснээс сам руу шилжиж, сөрөг цэнэгтэй байх ба үс эерэгээр цэнэглэгдэнэ.

Цахилгаанжуулалтын үеийн төлбөрийн тэгш байдал

Туршилтын тусламжтайгаар үрэлтийн улмаас цахилгаанжих үед хоёр бие нь эсрэг тэмдэгтэй боловч тэнцүү хэмжээтэй цэнэгийг олж авдаг болохыг баталж болно.

Цахилгаан хэмжигчийг авч үзье, түүний саваа дээр нүхтэй металл бөмбөрцөг, урт бариул дээр хоёр хавтан байдаг: нэг нь хатуу резинээр, нөгөө нь plexiglass-ээр хийсэн. Бие биенээ үрэх үед ялтсууд цахилгаанждаг.

Бөмбөрцөг доторх ялтсуудын нэгийг хананд нь хүрэлгүйгээр авчирцгаая. Хэрэв хавтан эерэг цэнэгтэй бол электрометрийн зүү ба бариулаас зарим электронууд хавтан руу татагдаж, дээр цуглуулагдана. дотоод гадаргуубөмбөрцөг. Үүний зэрэгцээ сум нь эерэг цэнэглэгдэх бөгөөд цахилгаан хэмжигч бариулаас холдох болно (Зураг 14.2, а).

Хэрэв та бөмбөрцөг дотор өөр хавтан авчрах юм бол эхлээд эхнийхийг нь салгасны дараа бөмбөрцөг ба саваагийн электронууд хавтангаас хөөгдөж, суманд илүүдэл хуримтлагдах болно. Энэ нь сумыг саваагаас хазайлгахад хүргэдэг бөгөөд эхний туршилттай ижил өнцгөөр.

Хоёр хавтанг бөмбөрцөг дотор буулгасны дараа бид сумны хазайлтыг огт илрүүлэхгүй (Зураг 14.2, b). Энэ нь ялтсуудын цэнэгийн хэмжээ тэнцүү, тэмдгээр эсрэг тэсрэг болохыг баталж байна.

Биеийн цахилгаанжуулалт ба түүний илрэл.Синтетик даавууны үрэлтийн үед их хэмжээний цахилгаанжуулалт үүсдэг. Цамцаа тайлж байна синтетик материалхуурай агаарт та өвөрмөц хагархай дууг сонсож болно. Үрэлтийн гадаргуугийн цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн хооронд жижиг оч үсэрч байна.

Хэвлэх үйлдвэрүүдэд цаасыг хэвлэх явцад цахилгаанжуулж, хуудаснууд хоорондоо наалддаг. Үүнээс урьдчилан сэргийлэхийн тулд цэнэгийг зайлуулах тусгай төхөөрөмжийг ашигладаг. Гэсэн хэдий ч ойр дотно харилцаатай биетүүдийн цахилгаанжуулалтыг заримдаа, жишээлбэл, янз бүрийн цахилгаан хувилах суурилуулалтанд ашигладаг.

Цахилгаан цэнэгийг хадгалах хууль.

Хавтанг цахилгаанжуулах туршлагаас харахад үрэлтийн тусламжтайгаар цахилгаанжуулалтын явцад өмнө нь төвийг сахисан биетүүдийн хооронд одоо байгаа цэнэгийн дахин хуваарилалт явагддаг. Электронуудын багахан хэсэг нь нэг биеэс нөгөө бие рүү шилждэг. Энэ тохиолдолд шинэ тоосонцор гарч ирэхгүй, урьд өмнө байсан хэсгүүд алга болохгүй.

Биеийг цахилгаанжуулах үед цахилгаан цэнэгийн хадгалалтын хууль. Энэ хууль нь цэнэгтэй бөөмс гаднаас орж ирдэггүй, гадагш гардаггүй системд, өөрөөр хэлбэл тусгаарлагдсан систем.

IN тусгаарлагдсан систем алгебрийн нийлбэрбүх биеийн цэнэг хадгалагдана.

q 1 + q 2 + q 3 + ... + q n = const. (14.1)

Энд q 1, q 2 гэх мэт нь бие даасан цэнэгтэй биеийн цэнэг юм.

Цэнэг хадгалах тухай хууль бий гүн утгатай. Хэрэв цэнэгтэй элементар бөөмсийн тоо өөрчлөгдөхгүй бол цэнэгийн хадгалалтын хуулийн биелэлт тодорхой болно. Гэхдээ энгийн бөөмсбие биедээ хувирч, төрж, алга болж, шинэ хэсгүүдэд амьдрал өгч чадна.

Гэсэн хэдий ч бүх тохиолдолд цэнэглэгдсэн бөөмс нь зөвхөн ижил хэмжээтэй, эсрэг тэмдгээр цэнэглэгдсэн хос хосоороо төрдөг; Цэнэглэсэн тоосонцор нь зөвхөн хосоороо алга болж, төвийг сахисан хэсгүүд болж хувирдаг. Мөн эдгээр бүх тохиолдолд цэнэгийн алгебрийн нийлбэр ижил хэвээр байна.

Цэнэг хадгалах хуулийн хүчинтэй байдал нь энгийн бөөмсийн асар олон тооны хувиргалтын ажиглалтаар нотлогддог. Энэ хууль нь хамгийн нэгийг илэрхийлдэг үндсэн шинж чанаруудцахилгаан цэнэг. Цэнэг хадгалах болсон шалтгаан нь одоогоор тодорхойгүй байна.

"Цахилгаан", "цахилгаан цэнэг", "цахилгаан гүйдэл" гэсэн үгстэй та олон удаа таарч, дассан. Гэхдээ "Цахилгаан цэнэг гэж юу вэ?" Гэсэн асуултанд хариулахыг хичээ. - энэ нь тийм ч энгийн зүйл биш гэдгийг та харах болно. Үнэн хэрэгтээ цэнэгийн тухай ойлголт нь бидний мэдлэгийн хөгжлийн өнөөгийн түвшинд энгийн, энгийн ойлголт болгон бууруулж болохгүй үндсэн, анхдагч ойлголт юм.

Өгөгдсөн бие эсвэл бөөмс нь цахилгаан цэнэгтэй гэсэн үг юу болохыг олж мэдэхийг хичээцгээе.

Бүх бие нь энгийн (шинжлэх ухааны мэдэж байгаагаар) жижиг хэсгүүдэд хуваагддаггүй жижиг хэсгүүдээс бүтээгдсэн байдаг тул тэдгээрийг энгийн гэж нэрлэдэг. Бүх энгийн бөөмс нь масстай бөгөөд үүнээс үүдэн бүх нийтийн таталцлын хуулийн дагуу бие биедээ татагддаг бөгөөд тэдгээрийн хоорондох зай нэмэгдэх тусам харьцангуй удаан буурч, зайны квадраттай урвуу хамааралтай байдаг. Ихэнх энгийн бөөмсүүд бүгд биш ч гэсэн бие биетэйгээ харилцан үйлчлэх чадвартай бөгөөд энэ нь зайны квадраттай урвуу харьцаагаар багасдаг боловч энэ хүч нь асар их тоотаталцлын хүчнээс хэд дахин их. Тэгэхээр. 91-р зурагт бүдүүвчээр үзүүлсэн устөрөгчийн атомд электрон нь таталцлын хүчнээс 101" дахин их хүчээр цөм (протон) руу татагддаг.

Хэрэв бөөмсүүд бие биентэйгээ харилцан үйлчлэлцэж, зай нэмэгдэх тусам аажмаар буурч, таталцлын хүчнээс хэд дахин их байвал эдгээр бөөмсийг цахилгаан цэнэгтэй гэж нэрлэдэг. Бөөмүүдийг өөрөө цэнэглэгдсэн гэж нэрлэдэг. Цахилгаан цэнэггүй бөөмс байдаг ч бөөмсгүй цахилгаан цэнэг байхгүй.

Цэнэглэгдсэн хэсгүүдийн харилцан үйлчлэлийг цахилгаан соронзон гэж нэрлэдэг. Цахилгаан цэнэг - физик хэмжигдэхүүн, энэ нь масс нь таталцлын харилцан үйлчлэлийн эрчмийг тодорхойлдог шиг цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн эрчмийг тодорхойлдог.

Энгийн бөөмийн цахилгаан цэнэг нь бөөмс доторх тусгай "механизм" биш бөгөөд түүнийг салгаж, бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд нь задалж, дахин угсардаг. Электрон болон бусад бөөмс дээр цахилгаан цэнэг байгаа нь зөвхөн оршин байна гэсэн үг юм

тэдгээрийн хоорондох тодорхой хүчний харилцан үйлчлэл. Гэхдээ бид эдгээр харилцан үйлчлэлийн хуулиудыг мэдэхгүй бол үндсэндээ цэнэгийн талаар юу ч мэдэхгүй. Харилцааны хуулиудын талаархи мэдлэг нь цэнэгийн талаархи бидний санаа бодлыг багтаах ёстой. Эдгээр хуулиуд нь энгийн зүйл биш, тэдгээрийг хэдхэн үгээр илэрхийлэх боломжгүй юм. Ийм учраас хангалттай сэтгэл ханамжтай өгөх боломжгүй юм товч тодорхойлолтцахилгаан цэнэг гэж юу вэ.

Цахилгаан цэнэгийн хоёр шинж тэмдэг.Бүх бие масстай тул бие биенээ татдаг. Цэнэглэсэн бие нь бие биенээ татаж, түлхэж чаддаг. Физикийн хичээлээс танд танил болсон хамгийн чухал баримт VII анги, байгальд эсрэг тэмдэгтэй цахилгаан цэнэгтэй бөөмс байдаг гэсэн үг. At ижил шинж тэмдэгтоосонцор бие биенээ няцаах боловч өөр байх үед тэд татагддаг.

Бүх атомын цөмүүдийн нэг хэсэг болох энгийн бөөмс - протонуудын цэнэгийг эерэг, электронуудын цэнэгийг сөрөг гэж нэрлэдэг. Эерэг ба сөрөг цэнэгийн хооронд дотоод ялгаа байхгүй. Хэрэв бөөмийн цэнэгийн шинж тэмдгүүд эсрэгээрээ өөрчлөгдсөн бол цахилгаан соронзон харилцан үйлчлэлийн мөн чанар огт өөрчлөгдөхгүй.

Анхан шатны төлбөр.Электрон ба протоноос гадна өөр хэд хэдэн төрлийн цэнэгтэй элементар бөөмс байдаг. Гэхдээ зөвхөн электрон ба протонууд нь чөлөөт төлөвт хязгааргүй оршин тогтнох боломжтой. Үлдсэн цэнэгтэй бөөмс нь секундын саяны нэг хүрэхгүй хугацаанд амьдардаг. Тэд хурдан энгийн бөөмсийн мөргөлдөх үед төрж, бага зэрэг богино хугацаанд оршин тогтнож, ялзарч, бусад бөөмс болж хувирдаг. Та эдгээр бөөмстэй X ангид танилцах болно.

Нейтрон бол цахилгаан цэнэггүй бөөмс юм. Түүний масс нь протоны массаас арай том юм. Нейтронууд протонтой хамт атомын цөмийн нэг хэсэг юм.

Хэрэв анхан шатны бөөмс цэнэгтэй бол түүний үнэ цэнэ нь олон тооны туршилтуудаас харахад тодорхой байна (ийм туршилтуудын нэг болох Милликан ба Иоффе нарын туршилтыг VII ангийн сурах бичигт тайлбарласан болно)

Бүх цэнэгтэй элементар бөөмсийг эзэмшдэг хамгийн бага цэнэгийг элементар гэж нэрлэдэг. Энгийн бөөмсийн цэнэг нь зөвхөн тэмдгээр ялгаатай. Цэнэгийн нэг хэсгийг, жишээлбэл электроноос салгах боломжгүй юм.

719. Цахилгаан цэнэг хадгалагдах хууль

720. Цахилгаан цэнэгтэй бие өөр тэмдэг, …

Тэд бие биедээ татагддаг.

721. Эсрэг цэнэгтэй q 1 = 4q ба q 2 = -8q цэнэгээр цэнэглэгдсэн ижил металл бөмбөлгүүдийг шүргэж, ижил зайд шилжүүлэв. Бөмбөг бүр нь цэнэгтэй байдаг

q 1 = -2q ба q 2 = -2q

723. Эерэг цэнэгтэй (+2e) дусал гэрэлтэх үед нэг электроноо алдсан. Уналтын цэнэг тэнцүү болов

724. q 1 = 4q, q 2 = - 8q ба q 3 = - 2q цэнэгээр цэнэглэгдсэн ижил металл бөмбөлгүүдийг шүргэж, ижил зайд шилжүүлэв. Бөмбөг бүр нь цэнэгтэй байх болно

q 1 = - 2q, q 2 = - 2q ба q 3 = - 2q

725. q 1 = 5q, q 2 = 7q цэнэгээр цэнэглэгдсэн ижил металл бөмбөлгүүдийг хооронд нь холбож, ижил зайд шилжүүлж, дараа нь q 3 = -2q цэнэгтэй хоёр, гурав дахь бөмбөгийг шүргэж, салгав. ижил зайд. Бөмбөг бүр нь цэнэгтэй байх болно

q 1 = 6q, q 2 = 2q ба q 3 = 2q

726. q 1 = - 5q ба q 2 = 7q цэнэгээр цэнэглэгдсэн ижил металл бөмбөлгүүдийг хооронд нь холбож, ижил зайд шилжүүлж, дараа нь q 3 = 5q цэнэгтэй хоёр, гурав дахь бөмбөгийг шүргэж, салгав. ижил зайд. Бөмбөг бүр нь цэнэгтэй байх болно

q 1 =1q, q 2 = 3q ба q 3 = 3q

727. q 1 = 5q, q 2 = 7q, q 3 = -3q, q 4 = -1q цэнэгтэй дөрвөн ижил металл бөмбөлөг байна. Эхлээд q 1 ба q 2 цэнэгүүдийг (цэнэгүүдийн 1-р систем) хооронд нь холбож, ижил зайд шилжүүлж, дараа нь q 4 ба q 3 цэнэгүүдийг (цэнэгүүдийн 2-р систем) холбосон. Дараа нь тэд 1, 2-р системээс тус бүр нэг цэнэгийг авч, тэдгээрийг хооронд нь холбож, ижил зайд шилжүүлэв. Энэ хоёр бөмбөг цэнэгтэй байх болно

728. q 1 = -1q, q 2 = 5q, q 3 = 3q, q 4 = -7q цэнэгтэй дөрвөн ижил металл бөмбөлөг байна. Эхлээд q 1 ба q 2 (цэнэгийн 1 систем) цэнэгүүдийг хооронд нь холбож, ижил зайд шилжүүлж, дараа нь q 4 ба q 3 цэнэгүүдийг (цэнэгүүдийн 2-р систем) шүргэлцүүлэв. Дараа нь тэд 1, 2-р системээс тус бүр нэг цэнэгийг авч, тэдгээрийг хооронд нь холбож, ижил зайд шилжүүлэв. Энэ хоёр бөмбөг цэнэгтэй байх болно

729. Атом эерэг цэнэгтэй

Гол.

730. Хүчилтөрөгчийн атомын цөмийг тойрон найман электрон хөдөлдөг. Хүчилтөрөгчийн атомын цөм дэх протоны тоо

731.Электроны цахилгаан цэнэг нь

-1.6 · 10 -19 Кл.

732.Протоны цахилгаан цэнэг нь

1.6 · 10 -19 Кл.

733.Литийн атомын цөм нь 3 протонтой. Хэрэв цөмийн эргэн тойронд 3 электрон эргэлддэг бол

Атом нь цахилгааны хувьд төвийг сахисан байдаг.

734. Фторын цөмд 19 бөөмс байдгаас 9 нь протон юм. Цөм дэх нейтроны тоо ба саармаг фторын атом дахь электронуудын тоо

Нейтрон ба 9 электрон.

735.Хэрэв аль нэг биед протоны тоо илүү тооэлектронууд, дараа нь бие бүхэлдээ

Эерэг цэнэглэгдсэн.

736. +3e эерэг цэнэгтэй дусал цацрагийн үед 2 электроноо алджээ. Уналтын цэнэг тэнцүү болов

8·10 -19 Кл.

737. Атом дахь сөрөг цэнэг тээвэрлэдэг

Бүрхүүл.

738.Хэрэв хүчилтөрөгчийн атом болж хувирвал эерэг ион, дараа нь тэр

Электроноо алдсан.

739.Их масстай

Сөрөг ионустөрөгч.

740. Үрэлтийн үр дүнд шилэн бариулын гадаргуугаас 5·10 10 электроныг салгав. Модон дээрх цахилгаан цэнэг

(e = -1.6 10 -19 C)

8·10 -9 Кл.

741.Үрэлтийн үр дүнд эбонит саваа 5·10 10 электрон хүлээн авсан. Модон дээрх цахилгаан цэнэг

(e = -1.6 10 -19 C)

-8·10 -9 Кл.

742. Хүч чадал Кулоны харилцан үйлчлэлтэдгээрийн хоорондох зай 2 дахин багасах үед хоёр цэгийн цахилгаан цэнэгүүд

4 дахин нэмэгдэнэ.

743.Хоёр цэгийн цахилгаан цэнэгийн хоорондын зай 4 дахин багасах үеийн Кулоны харилцан үйлчлэлийн хүч.

16 дахин нэмэгдэнэ.

744.Хоёр цэгийн цахилгаан цэнэг бие биендээ Кулоны хуулийн дагуу 1Н хүчээр үйлчилнэ. Хэрэв тэдгээрийн хоорондох зай 2 дахин нэмэгдвэл эдгээр цэнэгийн Кулоны харилцан үйлчлэлийн хүч тэнцүү болно.

745.Хоёр цэгийн цэнэг бие биендээ 1Н хүчээр үйлчилнэ. Хэрэв цэнэг бүрийн хэмжээг 4 дахин нэмэгдүүлбэл Кулоны харилцан үйлчлэлийн хүч тэнцүү болно.

746. Хоёр цэгийн цэнэгийн харилцан үйлчлэх хүч 25 Н. Хэрэв тэдгээрийн хоорондын зай 5 дахин багасвал эдгээр цэнэгийн харилцан үйлчлэх хүч тэнцүү болно.

747.Хоёр цэгийн цэнэгийн хоорондын зай 2 дахин ихсэх үеийн Кулоны харилцан үйлчлэлийн хүч.

4 дахин буурна.

748.Хоёр цэгийн цахилгаан цэнэгийн хоорондын зай 4 дахин ихсэх үеийн Кулоны харилцан үйлчлэлийн хүч.

16 дахин буурна.

749. Кулоны хуулийн томьёо

.

750. +q ба +q цэнэгтэй 2 ижил металл бөмбөлгийг шүргэлцүүлж ижил зайд шилжүүлбэл харилцан үйлчлэх хүчний модуль

Өөрчлөхгүй.

751. Хэрэв +q ба -q цэнэгтэй 2 ижил металл бөмбөлгүүдийг хооронд нь холбож, ижил зайд шилжүүлсэн бол харилцан үйлчлэх хүч

0-тэй тэнцүү болно.

752.Агаарт хоёр цэнэг харилцан үйлчилдэг. Хэрэв тэдгээрийг усанд байрлуулсан бол (ε = 81), тэдгээрийн хоорондох зайг өөрчлөхгүйгээр Кулоны харилцан үйлчлэлийн хүч

81 дахин буурна.

753. Агаарт бие биенээсээ 3 см зайд байрлах тус бүр нь 10 нС хоёр цэнэгийн харилцан үйлчлэх хүч нь тэнцүү байна.

()

754. 1 мкС ба 10 нС цэнэг агаарт 9 мН зайд харилцан үйлчилдэг.

()

755. Бие биенээсээ 3·10 -8 см зайд байрлах хоёр электрон хүч ( ; e = - 1.6 10 -19 C)

2.56·10 -9 Н.

756. Цэнэгээс зай 3 дахин ихсэхэд цахилгаан орны хүч нэмэгдэнэ

9 дахин буурна.

757. Нэг цэг дэх талбайн хүч 300 Н/С. Хэрэв цэнэг 1·10 -8 С бол цэг хүртэлх зай

()

758.Хэрэв зайнаас цэгийн цэнэг, цахилгаан орон үүсгэх, 5 дахин, дараа нь цахилгаан орны хүч нэмэгдэх болно

25 дахин буурна.

759.Тодорхой цэг дэх цэгийн цэнэгийн талбайн хүч 4 Н/С. Хэрэв цэнэг хүртэлх зай хоёр дахин нэмэгдвэл хүчдэл нь тэнцүү болно

760.Цахилгаан орны хүч чадлын ерөнхий тохиолдолд томьёог заана уу.

761.Цахилгаан талбайн суперпозиция зарчмын математик тэмдэглэгээ

762.Цэгийн цахилгаан цэнэгийн Q-ын эрчим хүчний томьёог заана уу

.

763. Цэнэг байрлах цэгийн цахилгаан орны хүч чадлын модуль

1·10 -10 С нь 10 В/м-тэй тэнцүү байна. Цэнэгэнд үйлчлэх хүч нь тэнцүү байна

1·10 -9 Н.

765. 0.2 м радиустай металл бөмбөлгийн гадаргуу дээр 4·10 -8 С цэнэг тархсан бол цэнэгийн нягт

2.5·10 -7 С/м2.

766.Босоо чиглэсэн жигд цахилгаан орон дээр 1·10 -9 г масстай, 3,2·10-17 С цэнэгтэй тоос шороо байна. Хэрэв тоосны ширхэгийн таталцлыг цахилгаан талбайн хүчээр тэнцвэржүүлсэн бол талбайн хүч нь тэнцүү байна.

3·10 5 N/Cl.

767. Тал нь 0.4 м квадратын гурван оройд тус бүр нь 5·10 -9 С-тэй ижил эерэг цэнэгүүд байна. Дөрөв дэх орой дээрх хурцадмал байдлыг ол

() 540 Н/Кл.

768. Хэрэв хоёр цэнэг 5·10 -9 ба 6·10 -9 С бол 12·10 -4 Н хүчээр няцаах бол тэдгээр нь хол зайд байна.

768. Хэрэв цэгийн цэнэгийн модуль 2 дахин, цэнэг хүртэлх зай 4 дахин багасвал тухайн цэг дэх цахилгаан орны хүч

8 дахин нэмэгдэнэ.

Багасна.

770. Электрон цэнэг ба потенциалын үржвэр нь хэмжээстэй байна

Эрчим хүч.

771.Цахилгаан талбайн А цэгийн потенциал 100В, В цэгийн потенциал 200В. 5 мК цэнэгийг А цэгээс В цэг рүү шилжүүлэхэд цахилгаан орны хүчний хийсэн ажил нь тэнцүү байна.

-0.5 Ж.

772. Эрчим хүч E ба потенциалтай цахилгаан орны цэгүүдэд байрлах +q цэнэгтэй, m масстай бөөмс хурдатгалтай.

773. Электрон нэг цэгээс хүчдэлийн шугамын дагуу жигд цахилгаан орон дотор хөдөлдөг. асар их боломжболомж багатай цэг хүртэл. Түүний хурд нь

Нэмэгдэх.

774.Цөмдөө нэг протонтой атом нэг электроноо алддаг. Энэ нь үүсгэдэг

Устөрөгчийн ион.

775. Вакуум дахь цахилгаан орон дөрвөн цэгээр үүсгэгддэг эерэг цэнэгүүд, а талтай дөрвөлжингийн оройн хэсэгт байрлуулсан. Талбайн төвд байгаа боломж бол

776. Хэрэв цэгийн цэнэгээс зай 3 дахин багасвал талбайн потенциал

3 дахин нэмэгдэнэ.

777. q цэгийн цахилгаан цэнэг 12 В потенциалын зөрүүтэй цэгүүдийн хооронд шилжихэд энэ тохиолдолд цэнэг хөдөлсөн байна

778. Цэгээс хөдөлсөн q цэнэг электростатик талбарболомжит цэг хүртэл. Дараахь томъёоны алинаар нь:

1) 2) ; 3) та ажлын хөлсийг олох боломжтой.

779. 2 Н/С чадалтай нэгэн жигд цахилгаан орон дээр 3 С цэнэг талбайн шугамын дагуу 0.5 м зайд хөдөлж байна

780.Цахилгаан орон нь a талтай квадратын оройн хэсэгт байрлах цэнэгээс ялгаатай нь дөрвөн цэгээр үүсгэгддэг. Төлбөр орсон юм шиг эсрэг талын оройнууд. Талбайн төвд байгаа боломж бол

781. Нэгэн дээр байрлах цэгүүдийн потенциалын зөрүү цахилгаан шугамбие биенээсээ 6 см-ийн зайд 60 В-тэй тэнцүү байна. Хэрэв талбай жигд байвал түүний хүч чадал

782.Потенциал ялгааны нэгж

1 В = 1 Ж/1 С.

783. Цэнэг жигд талбарт эрчимтэй E = 2 В/м талбайн 0.2 м-ийн шугамын дагуу хөдөлнө.

U = 0.4 В.

784.Планкийн таамаглалын дагуу туйлын хар биеэнерги ялгаруулдаг

Хэсэгчилсэн байдлаар.

785. Фотоны энергийг томъёогоор тодорхойлно

1. E =pс 2. E=hv/c 3. E=h 4. E=mc2. 5. E=hv. 6.E=hc/

1, 4, 5, 6.

786. Хэрэв квантын энерги хоёр дахин нэмэгдсэн бол цацрагийн давтамж

2 дахин нэмэгдсэн.

787.Хэрэв 6 эВ энергитэй фотонууд вольфрамын хавтангийн гадаргуу дээр унавал тэдгээрийн цохисон электронуудын хамгийн их кинетик энерги нь 1.5 эВ байна. Вольфрамын хувьд фотоэлектрик эффект үүсэх боломжтой фотоны хамгийн бага энерги нь дараахь хэмжээтэй тэнцүү байна.

788. Дараах мэдэгдэл зөв байна.

1. Фотоны хурд нь гэрлийн хурдаас их.

2. Аливаа бодис дахь фотоны хурд гэрлийн хурдаас бага.

3. Фотоны хурд үргэлж гэрлийн хурдтай тэнцүү байдаг.

4. Фотоны хурд нь гэрлийн хурдаас их буюу тэнцүү байна.

5. Аливаа бодис дахь фотоны хурд нь гэрлийн хурдаас бага буюу тэнцүү байна.

789.Цацрагийн фотонууд их хэмжээний импульстэй

Цэнхэр.

790. Халсан биеийн температур буурах үед цацрагийн хамгийн их эрчим

©2015-2019 сайт
Бүх эрх нь тэдний зохиогчид хамаарна. Энэ сайт нь зохиогчийн эрхийг шаарддаггүй, гэхдээ үнэгүй ашиглах боломжийг олгодог.
Хуудас үүсгэсэн огноо: 2016-02-13